超级电容用于地铁应急牵引的研究

结合地铁车辆的电气系统以及应急牵引的技术要求,文章介绍了当地铁车辆出现紧急情况失去高压时,由车载超级电容给牵引系统提供电源的情况。重点从超级电容的主要技术参数、整体结构以及通风散热等方面,阐述了该超级电容的技术优势和特点。     

考虑电流约束的轨道车辆车载超级电容优化配置

超级电容能量存储装置只依据容量和功率约束进行配置设计,在不考虑超级电容最大电流的约束情况下,将严重影响超级电容存储装置的使用寿命,为此开展满足城市轨道交通车辆制动能量回收的车载超级电容理论及优化配置研究。在考虑功率和容量的同时,兼顾超级电容最优的最大电流约束,通过超级电容能量存储配置方法的理论分析得出电容装置配置的最优电容数、最优的放电深度dopt和最优的最大电流Isc,max。通过Matlab仿真,确定了以南京地铁1号线车辆为例的超级电容能量存储装置的电容装置最优配置,以及控制过程中所需的最优的最大电流Ic,max,为车载电容储能系统的设计提供了依据和示范。     

超级电容储能装置容量配置影响因素分析

在城轨交通系统中加入超级电容储能装置,可有效抑制列车的再生制动失效问题。为模拟加入储能装置后城轨供电网络的能量流动情况,从全局、动态的角度搭建地面式超级电容储能系统仿真平台,针对国内某地铁线路进行仿真分析,探讨发车间隔、上下行发车时间差以及超级电容控制特性对容量配置结果的影响,并最终确定一套较为合理的容量配置方案。     

DC 750 V地铁动车辅助电源系统的改进

分析了地铁或轻轨车用辅助电源系统的发展过程及结构特点，对７５０Ｖ地铁动车组辅助电源系统应改为静止式辅助电源装置提出了改进建议。     

城市轨道交通超级电容技术

超级电容具备功率密度高(2～15 kW/kg),循环寿命长(10万～100万次),使用温度范围宽(-40～+70℃)和能量转换效率高(≥90％)等特点,在轨道交通领域可作为储能式有轨电车供电电源、再生制动能量地面储能系统和内燃机辅助启动装置.介绍超级电容储能基本原理,系统说明单体制备工艺以及模组组态方式,总结比较国内外主要厂家的技术特点,中国双电层超级电容已经实现全球单体最大容量12 000F批量生产,技术处于行业领先水平.针对影响超级电容储能装置使用寿命和安全的因素进行分析,并对轨道交通用超级电容系统未来研发方向进行展望.     

超级电容应用于蓄电池电力工程车的理论研究

在蓄电池电力工程车上采用复合电源（蓄电池+超级电容）系统,可以充分发挥蓄电池和超级电容各自的优势,从而显著改善电力工程车的动力性能,提高制动能量回收率,达到节约能源和提高经济效益的目的.文章结合设定工况,分析了蓄电池电力工程车复合电源的参数,并利用功率约束法,计算出了复合电源系统中超级电容的规模和数量.     

国外资讯

瑞士日内瓦试验评估有轨电车超级再生储能电容 瑞士日内瓦有轨电车TPG正在进行超级电容诣能装置原型试验，该装置可使制动能量回收并使电车在没有外部电源供应下短距离运行。1t重的超级电容器被安装住由Stadler公司制造的Tallglo有轨电车车顶，它可以使有轨电车以55km／h速度运行，并能有效地吸收和释放制动电流。再生制动电能在列车开始启动时被使用，     

超级电容在地铁制动能量回收中的应用研究

针对机车启动、制动对直流母线电压的影响,提出一种基于超级电容的储能装置,该装置通过双向DC-DC变换器为列车提供牵引或者吸收再生制动过程的暂态能量,分析了超级电容储能系统充放电控制策略,搭建了一个750V直流电气化铁路仿真平台,仿真结果验证了超级电容储能系统能够维持直流母线电压稳定,有效地防止城市轨道交通供电系统中电力负荷波动和避免再生制动能量的浪费。     

基于遗传算法的城轨交通超级电容储能装置能量管理和容量配置优化研究

在城轨交通供电系统中应用超级电容储能装置可以有效回收列车制动能量,抑制直流网压波动。首先建立了包含列车和超级电容储能装置的城轨交通供电系统仿真平台,且综合考虑节能电量、投资成本和电价等因素,计算超级电容储能装置的经济效率,并将其作为储能装置能量管理和容量配置优化的目标函数。提出了一种结合城市轨道交通供电系统仿真模拟平台和遗传算法的优化方法,实现储能装置能量管理控制参数和容量配置方案的同时优化。最后以某条地铁线路为例,通过仿真对比验证论文提出优化方法的有效性,使应用于城轨交通供电系统的超级电容储能装置得到最大的经济效率。     

复合电源在内燃机车供电系统中的应用

介绍了超级电容及蓄电池复合电源在内燃机车供电系统中运用的目的、系统组成,详细论述了电路设计的工作原理。进行了超级电容与蓄电池容量配比试验,并通过现有机车的实际装车运用,进一步论证了复合电源系统在内燃机车供电系统中应用的广阔前景。     

城市轨道交通车载超级电容的优化配置方法

从功率、容量及最优的放电深度等方面研究了满足车辆制动能量回收的城市轨道交通车载超级电容理论及优化配置。通过超级电容能量存储配置方法的理论分析,得出电容装置最小的电容总数及电容最优的放电深度的算法。在满足能量存储的条件下应使电容总数最小。算例分析表明,超级电容储能装置的电容设备不仅要考虑功率和容量的要求,还要考虑电容的配置和放电深度。     

地铁35kV供电网络安全联锁设置

利用地铁35kV供电网络线路纵差保护装置的光纤通信功能,结合开关柜综合保护测控装置的控制逻辑设置,实现变电所之间的安全联锁,以减少运营中因误操作引起的故障,提高供电系统的安全可靠性。     

有轨电车储能式系统配置方案及供电系统研究

超级电容能量密度低,以超级电容为储能元件的储能式有轨电车储能能量较少,有可能出现由于能量不足而故障停车。为解决该类问题,基于对有轨电车超级电容系统和供电系统的分析,提出车载储能系统配置改进方案。通过对改进方案的仿真分析及经济性分析,认为基于锂离子电池的储能系统方案在满足有轨电车原有牵引特性不变的前提下,具有更好的经济性。在有轨电车全寿命周期(30年)内,该方案供电系统的建设成本、储能系统一次性采购及更换成本,以及运营成本都大幅下降,全寿命周期成本降低了51.14%,具有良好的工程应用前景。     

牵引变电安全监控系统优化研究

牵引变电安全监控系统发展近10年,但并不完善。在分析安全监控系统存在问题现状的基础上,按照国家和铁路行业相关规范,并吸取电力行业的先进经验,对牵引变电安全监控系统方案进行优化研究,着力解决设计、施工中遇到的实际问题。采用火灾报警控制器监控火灾信息及消防设施,并实现与综自系统环境监控装置通信接口。优化后的系统架构合理,子系统接口清晰,且易于扩展,能实现对安防、环境、火灾信息及消防设施状态的全面监视。     

新型轨道交通再生制动能量吸收装置研究

城市轨道交通具有站间距离短、车辆运行密度高等特点,列车在频繁的起动与制动过程中会产生数量可观的制动能量。目前再生制动能量回收较多采用电阻吸收或逆变回馈加电阻的形式,能量回收率和利用率都较低。根据逆变回馈和电容储能的特点,组成逆变+储能的新型再生制动能量吸收装置:直流母线制动电能通过逆变器接入400 V车站低压配电系统,超级电容通过DC/DC双向变换器并联在直流母线上,较平稳的制动功率直接经逆变器给车站负荷供电,较大的尖峰功率由超级电容吸收,再供负荷或车辆起动加速用。根据列车的制动特性,以某地铁线路实际数据为例,计算了列车实际的制动功率和能量,给出了逆变器和储能的功率及容量配置方案。所提方案能够完全吸收利用再生制动能量,且所需储能容量较小。     

地铁电力调度监控系统的仿真研究

地铁电力调度监控系统是以计算机技术为基础,对供电系统中的电气设备实施监控,使调度中心具有数据采集、设备控制、测量和调节参数及报警等功能的调度自动化系统。对地铁供电网络进行分析,建立电气设备的数学模型,并利用VC++编程技术开发调度中心操作界面,模拟监控现场设备操作,实现地铁电力调度监控系统遥测、遥信、遥控以及遥调功能的仿真。     

小型地铁列车牵引制动试验台设计

设计了一个用于仿真地铁列车牵引制动性能的小型试验台,该试验台能够模拟地铁列车起动加速、惰行和制动过程。其以计算机为控制核心,通过Lab VIEW软件和数据采集设备实现人机交互,采用变频器控制电机转速和方向的方法实现地铁列车起动加速和惰行的模拟,采用程控电源及制动夹钳装置控制电动推杆的方法实现地铁列车制动的模拟。整个装置成本低、体积小、质量轻、运行稳定流畅,较好地实现了人机交互和计算机自动控制功能。     

地铁车辆主传动系统实时仿真测试平台研究

在对地铁列车动态特性研究的基础上．结合半实物仿真和虚拟仪器技术，提出了一种能对地铁车辆主传动系统进行离线动态测试的方法，并设计了实验装置。测试系统能在实验室环境下，实时再现地铁列车的各种运行状态。并能根据测试数据对主传动系统进行综合评价。目前该测试装置已在上海地铁1号线投入使用。效果良好。     

综合自动化改造对电容补偿装置的影响

介绍了电容补偿装置的现状,通过漕河所二次控制设备综合自动化改造前后电容运行状况,对比分析了2种保护装置的原理。通过现场数据测试,初步分析多起电容补偿装置差压保护动作跳闸的原因,并针对该现象,提出了整改建议。